《(新課標(biāo))2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第五章 第五講 動力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)解決力學(xué)綜合問題練習(xí)(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(新課標(biāo))2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第五章 第五講 動力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)解決力學(xué)綜合問題練習(xí)(含解析)(5頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、動力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)解決力學(xué)綜合問題
[A組·基礎(chǔ)題]
1.如圖所示,一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運(yùn)動,現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體豎直向下輕輕地放置在木板上的右端,已知物體m和木板之間的動摩擦因數(shù)為μ.為保持木板的速度不變,從物體m放到木板上到它相對木板靜止的過程中,須對木板施加一水平向右的作用力F,那么力F對木板做功的數(shù)值為( C )
A.mv2 B.mv2
C.mv2 D.2mv2
2.將一長木板靜止放在光滑的水平面上,如圖甲所示,一個小鉛塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平初速度v0由木板左端向右滑動,到達(dá)右端時恰能與木板保持相對靜止.現(xiàn)將木板分成A和B兩段
2、,使B的長度和質(zhì)量均為A的2倍,并緊挨著放在原水平面上,讓小鉛塊仍以初速度v0由木板A的左端開始向右滑動,如圖乙所示.若小鉛塊相對滑動過程中所受的摩擦力始終不變,則下列有關(guān)說法正確的是( B )
A.小鉛塊將從木板B的右端飛離木板
B.小鉛塊滑到木板B的右端前就與木板B保持相對靜止
C.甲、乙兩圖所示的過程中產(chǎn)生的熱量相等
D.圖甲所示的過程產(chǎn)生的熱量小于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量
3.(多選) 如圖所示,傾斜傳送帶沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,在傳送帶的A端無初速度放置一物塊.選擇B端所在的水平面為零勢能面,物塊從A端運(yùn)動到B端的過程中,其機(jī)械能E與位移x的關(guān)系圖象可能正確的是( BD
3、)
4.(多選)(2018·安徽皖南八校聯(lián)考)如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行,一質(zhì)量為m=1 kg初速度大小為v2的小物塊,從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶;若從小物塊滑上傳送帶開始計(jì)時,小物塊在傳送帶上運(yùn)動的v-t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示.則( AD )
A.小物塊向左運(yùn)動的過程中離A處的最大距離為4 m
B.0~3 s時間內(nèi),小物塊受到的摩擦力的沖量大小為2 N·s
C.0~4 s時間內(nèi),傳送帶克服摩擦力做功為16 J
D.小物塊與傳送帶之間由摩擦產(chǎn)生的熱能為18 J
解析:由v-t圖象可知,2 s時小物塊向左運(yùn)動的距離最遠(yuǎn)
4、,根據(jù)v-t圖象得面積等于位移,s1=×2×4 m=4 m,故A正確;小物塊勻變速運(yùn)動的加速度:a===2 m/s2,由牛頓第二定律得:μmg=ma=2 N,0~3 s時間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向都向右,沖量大小為I=μmgt=6 N·s,故B錯誤;由v-t圖象,傳送帶速度大?。簐2=2 m/s ,前3 s小物塊與傳送帶間有相對運(yùn)動,存在摩擦力,傳送帶克服摩擦力做功為W=μmgv2t3=2×2×3 J=12 J,故C錯誤;小物塊在傳送帶上滑動的3 s內(nèi),皮帶的位移s′=v2t3=6 m,方向向右;小物塊的位移:s=s1-s2=3 m,方向向左.兩個物體的相對位移Δs=s′+s=9 m,整個
5、過程中摩擦產(chǎn)生的熱量:Q=μmgΔs=18 J,故D正確.
5.如圖所示,質(zhì)量為m的長木塊A靜止于光滑水平面上,在其水平的上表面左端放一質(zhì)量為m的滑塊B,已知木塊長為L,它與滑塊之間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)用水平向右的恒力F拉滑塊B.
(1)當(dāng)長木塊A的位移為多少時,B從A的右端滑出?
(2)求上述過程中滑塊與木塊之間產(chǎn)生的內(nèi)能.
解析:(1)設(shè)B從A的右端滑出時,A的位移為x,A、B的速度分別為vA、vB,由動能定理得
μmgx=mv
(F-μmg)·(x+L)=mv
又因?yàn)関A=aAt=μgt
vB=aBt=t,解得x=.
(2)由功能關(guān)系知,拉力F做的功等于A、B動能的
6、增加量和A、B間產(chǎn)生的內(nèi)能,即有
F(x+L)=mv+mv+Q
解得Q=μmgL.
答案:(1) (2)μmgL
[B組·能力題]
6.如圖所示,質(zhì)量分別為m、2m的物體a、b通過輕繩和不計(jì)摩擦的定滑輪相連,均處于靜止?fàn)顟B(tài).a(chǎn)與水平面上固定的勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連,Q點(diǎn)有一擋板,若有物體與其垂直相碰會以原速率彈回,現(xiàn)剪斷a、b之間的繩子,a開始上下往復(fù)運(yùn)動,b下落至P點(diǎn)后,在P點(diǎn)有一個特殊的裝置使b以落至P點(diǎn)前瞬間的速率水平向右運(yùn)動,當(dāng)b靜止時,a恰好首次到達(dá)最低點(diǎn),已知PQ長s0,重力加速度為g,b距P點(diǎn)高h(yuǎn),且僅經(jīng)過P點(diǎn)一次,b與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,a、b均可看作質(zhì)點(diǎn),
7、彈簧在彈性限度范圍內(nèi),試求:
(1)物體a的最大速度;
(2)物體b停止的位置與P點(diǎn)的距離.
解析:(1)繩剪斷前,系統(tǒng)靜止,設(shè)彈簧伸長量為x1,對a有
kx1+mg=T,
對b有T=2mg,
則kx1=mg,x1=.
繩剪斷后,a所受合外力為零時,速度最大,設(shè)彈簧壓縮量為x2,對a有kx2=mg,x2=,由于x1=x2,兩個狀態(tài)的彈性勢能相等,則兩個狀態(tài)的動能和重力勢能之和相等,mg(x1+x2)=mv2,解得v=2g.
(2)對b,整個運(yùn)動過程由動能定理得
2mgh-μ·2mgs路=0,
解得b在水平面上滑行的路程s路=.
討論:①若b未到達(dá)擋板Q就在PQ上停止,
8、
則物塊b停止的位置與P相距d=s路=;
②若b與擋板Q碰撞后,在PQ上運(yùn)動到停止,
則物塊b停止的位置與P相距d=2s0-s路=2s0-.
答案:(1)2g (2)或2s0-
7.(2019·河南滑縣聯(lián)考)如圖所示輕彈簧一端固定在水平面上的豎直擋板上,處于原長時另一端位于水平面上B點(diǎn)處,B點(diǎn)左側(cè)光滑,右側(cè)粗糙.水平面的右側(cè)C點(diǎn)處有一足夠長的斜面與水平面平滑連接,斜面傾角為37°,斜面上有一半徑為R=1 m的光滑半圓軌道與斜面切于D點(diǎn),半圓軌道的最高點(diǎn)為E,G為半圓軌道的另一端點(diǎn),LBC=2.5 m,A、B、C、D、E、G均在同一豎直面內(nèi).使質(zhì)量為m=0.5 kg的小物塊P擠壓彈簧右
9、端至A點(diǎn),然后由靜止釋放P,P到達(dá)B點(diǎn)時立即受到斜向右上方,與水平方向的夾角為37°,大小為F=5 N的恒力,一直保持F對物塊P的作用,結(jié)果P通過半圓軌道的最高點(diǎn)E時的速度為vE= m/s.已知P與水平面、P與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,g取10m/s2.sin 37°=0.6.求:
(1)P運(yùn)動到E點(diǎn)時對軌道的壓力大??;
(2)彈簧的最大彈性勢能;
(3)若其他條件不變,增大B、C間的距離使P過G點(diǎn)后恰好能垂直落在斜面上,求P在斜面上的落點(diǎn)距D點(diǎn)的距離.
解析:(1) P在半圓軌道的最高點(diǎn)E,設(shè)軌道對P的壓力為N,由牛頓運(yùn)動定律得:
mg-Fsin 37°+N=
解得:
10、N=3 N
由牛頓第三定律得,P運(yùn)動到E點(diǎn)時對軌道的壓力
FN =3 N
(2)P從D點(diǎn)到E點(diǎn),由動能定理得:
-mg(R+Rcos 37°)+FRsin37°=mv-mv
解得:vD= m/s
P從C點(diǎn)到D點(diǎn),由牛頓運(yùn)動定律得:
F-mgsin37°-μmgcos 37°=ma1
解得a1=0,說明P從C點(diǎn)到D點(diǎn)勻速運(yùn)動,故vD=vC= m/s
由能的轉(zhuǎn)化和守恒得:
Epm+FLBCcos 37°-(mg-Fsin 37°)μLBC=mv
解得:Epm=1 J
(3)P在G點(diǎn)脫離圓軌道,做曲線運(yùn)動,把該運(yùn)動分解為平行于斜面的勻減速直線運(yùn)動和垂直于斜面的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,有:
F-mgsin 37°=ma2 解得:a2=4 m/s 2
mgcos 37°=ma3 解得:a3=8 m/s 2
P垂直落在斜面上,運(yùn)動時間滿足:2R=a3t2
平行于斜面方向上:0=vG-a2t
聯(lián)立解得:vG=2 m/s
平行于斜面方向上:x=×t=1 m
P在斜面上的落點(diǎn)距D的距離x=1 m.
答案:(1)3 N (2)1 J (3)1 m
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